Mikä on höyrykone?

Höyrykone on moottori, joka käyttää höyryä itsekseen. Se on yksi vanhimmista moottoreista, joka on peräisin noin 2,000 vuotta. Moottorilla on ollut tärkeä rooli teollisessa vallankumouksessa, ja nykyajan maailmassa se tuottaa yli puolet koko maailman sähköstä.
Höyrykoneessa on periaatteessa kaksi osaa: moottori ja höyrystin. Moottori voi sisältää myös lauhduttimia höyryn keräämiseksi ja palauttamiseksi veteen järjestelmään, tulistimia, joiden avulla höyry saavuttaa lämpötilat, joita se ei luonnollisesti saavuttaisi, ja pumppuja tasaisen veden virtauksen aikaansaamiseksi. Perinteisesti lämpö tuotettiin polttamalla jotain, yleensä puuta tai hiiltä, ​​höyrylaatikossa. Nykyaikana tämä lämpö voidaan sen sijaan tuottaa napauttamalla geotermistä lämpöä tai luomalla ydinreaktioita ja sieppaamalla prosessin lämpö.

Aleksandrian sankari kuvasi varhaisimman tunnetun höyrykoneen 1. vuosisadalla. Tätä tyyppiä ei käytetty minkäänlaiseen todelliseen sähköntuotantoon, vaan se toimi mallina itse höyryn ominaisuuksien löytämiseen. Giovanni Brance teki 17-luvun alussa ja Taqi al-Din 16-luvun puolivälissä joitakin perusteellisimmista höyrykokeista.

17 -luvun lopulla Thomas Savery loi ensimmäisen todella käytännöllisen höyrykoneen. Hän käytti sitä vesipumppuihin, joita käytettiin muutamasta puutteesta huolimatta rajallisessa kapasiteetissa kaivostoiminnassa. Alle kahden vuosikymmenen aikana Thomas Newcomen keksi vieläkin hyödyllisemmän version, joka näki paljon laajemman tyhjennyskaivoksen käytön. Pian tämän jälkeen James Watt paransi Newcomenin moottorin tehokkuutta valtavasti ja loi moottorin, joka toimi noin 400% enemmän samalla hiilen määrällä.

Wattin höyrykone oli valtava askel teollisen vallankumouksen etenemisessä. Ennen sitä joiden viereen oli rakennettava tehtaita vesipyörien käyttämiseksi. Wattin keksintö tarkoitti sitä, että tehtaita voitaisiin rakentaa mihin tahansa, joten teollisen vallankumouksen ydin voisi levitä laajasti ja nopeasti.

19 -luvulla höyrykone pienennettiin huomattavasti ja tehostettiin entisestään. Tämä tarkoitti sitä, että se voitaisiin todella sijoittaa ajoneuvoon, mikä johti melko epäkeskeiseen höyrykäyttöiseen kuljetukseen lyhyeksi ajaksi viktoriaanisen aikakauden aikana.

Tunnetuin höyrykone on luultavasti höyryveturin moottori. Tämä on suhteellisen tehoton moottori, koska suurin osa hukkalämmöstä johdetaan vain ilmakehään ja pieni osa vedestä otetaan talteen, mutta se oli kuitenkin suuri höyryvoiman käyttö monien vuosien ajan. Nykyaikana ihmiset löytävät paljon todennäköisemmin sellaisen osana voimalaitosta. Energiaa syntyy usein polttamalla hiiltä tai ydinreaktiota, ja sitten lämpöenergia johdetaan veden läpi, joka muuttuu tulistetuksi höyryksi. Tämä höyry kääntää sitten turbiinia, joka tuottaa sähköä. Vaikka monet ihmiset pitävät höyrykoneita menneisyytenä, ne ovat itse asiassa nykyajan maailman suurin moottori, ja uusien edistysaskeleiden ja tehokkuuden kehittämisen eteen tehdään paljon työtä.